Felgenkunde und Felgen Bestandteile
Schematische Darstellung einer dreiteiligen Felge im Querschnitt.
Die Felge besteht aus den Hauptbestandteilen:
a) Vorderes Schüsselhorn (Felgenaußenteil)
b) Hinteres Schüsselhorn (Felgeninnenteil)
c) Stern (Felgentragstern)
Desweiteren aus ca. 30 – 40 Stk. 7mm Schrauben für den Verbund miteinander und evtl. einem Aluring und einer Gummidichtung bzw. einer Klebedichtnaht.
Hinzu kommt ein Schraubensatz, meist 4 – 5 Stück, um die Felge an der Radaufnahme des Fahrzeugs zu befestigen und je nach Hersteller Mittelnabenabdeckungen aus Kunststoff oder Metall.
Der Werkstoff Aluminium
Geschichte
Aluminium ist das dritthäufigste Element und gehört im Periodensystem zur dritten Hauptgruppe. 1825 gelang Hans Christian Ørsted die erste Herstellung, Friedrich Wöhler gewann 1827 durch eine Veränderung im chemischen Prozess reineres Aluminium. Heute wird der Werkstoff nach dem 1889 entwickelten Bayer-Prinzip (nach Hersteller Carl Josef Bayer) maschinell in großen Mengen hergestellt.
Aluminiumproduktion
Das Ausgangsmaterial für eine großtechnische und effektive Gewinnung ist Bauxit, das u. a. in Bosnien, Ungarn, Russland, Indien und den Vereinigten Staaten vorkommt. Grundsätzlich muss zwischen Primäraluminium, auch Hüttenaluminium genannt, und Sekundäraluminium (Aluminiumschrott) unterschieden werden. Die Aluminiumherstellung ist sehr aufwändig und setzt mehrere komplizierte chemische Prozesse voraus. Um die Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten, muss eine kostengünstige Elektroenergie zur Verfügung stehen.
Physikalische Eigenschaften
Aluminium ist ein weiches und zähes Metall, dehnbar und kann zu dünnen Folien verarbeitet werden. Legierungen mit einem Anteil von Magnesium oder Silicium (bis zu 3 %) können spanend bearbeitet werden. Bei 660,4 °C ist der Schmelzpunkt, bei 2470 °C der Siedepunkt erreicht. Der Wert einer Tonne Aluminium (99,7 % Reinheit) liegt bei ca. 2000 € (Stand: 10/2013).
Verwendung von Aluminium
Wenn Gewicht eingespart werden soll (z. B. Luft-, Raumfahrt, Fahrzeugbau) wird gerne auf diesen Werkstoff zurückgegriffen. Bei Schiffsbauern wird die geringe Anfälligkeit gegen Korossion wegen Salzwasser sehr geschätzt. Nachteilig wirkt sich die schlechte Schweißbarkeit und die geringe Verformbarkeit (z. B. Energieaufnahme bei Unfällen) aus. Verschiedene Legierungen ermöglichen eine ähnlich hohe Festigkeit wie Stahl, z.B. AlSi, AlSiCu, AlSiMg, AlCuTi oder AlMg. Da Aluminium elektrischen Strom gut leitet, wird der Werkstoff wegen des geringen Gewichts gerne bei dicken Leitungen eingesetzt.
Im menschlichen Körper findet sich ebenfalls ca. 50 – 150 mg Aluminium: ca. 50% in der Lunge, je 25% in den Weichteilen und Knochen. Schätzungen gehen davon aus, dass erwachsene Europäer täglich durchschnittlich 1,6 – 13 mg Aluminium durch die Nahrung aufnehmen.
Die Felgenproduktion aus Aluminium
Das Reinaluminium ist die Basis für die Mehrzahl der technischen Aluminiumlegierungen. Zur Erzeugung einer Tonne Aluminium benötigt die Hütte 13.000 bis 14.000 KWh Strom, daher bilden die Stromkosten einen merklichen Anteil an den Gesamtfertigungskosten. Die Herstellung des metallischen Aluminiums aus der Tonerde erfolgt in sogenannten “Elektrolysezellen”, in denen eine Temperatur von ca. 950°C herrscht; man schickt dabei Gleichstrom durch ein stromleitendes, geschmolzenes Salz, in welchem die Tonerde gelöst ist. Als Salz verwendet man Kryolith, der entweder in Grönland in natürlichen Vorkommen gewonnen oder synthetisch hergestellt wird. Der Kryolith wird bei der Aluminiumelektrolyse nur sehr langsam verbraucht. Er dient zur Erniedrigung des Schmelzpunktes der Tonerde. Eine Salzschmelze dieser Art hat eine relativ hohe elektrische Leitfähigkeit, was den Elektrolyseprozess ermöglicht. Unter dem Einfluss des elektrischen Stromes scheidet sich das Aluminium an dem negativen Pol der angelegten Gleichspannung, der Kathode ab. Dort – das heißt an dem durch Kohleauskleidung elektrisch leitend gemachten Boden der Elektrolysezelle – sammelt sich das Aluminium in flüssiger Form an und wird von Zeit zur Zeit abgezogen.
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